以新發(fā)展理念推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

王喜文

如火如荼的5G不單單是手機(jī)升級、網(wǎng)速提升，它將引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，是數(shù)字經(jīng)濟(jì)的底層基礎(chǔ)設(shè)施，并對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和大國科技競爭產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

近期，由于中國經(jīng)濟(jì)受到新冠肺炎疫情的沖擊，新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)被寄予厚望，推進(jìn)速度明顯加快，而排在“新基建”首位的5G成為全社會關(guān)注的焦點(diǎn)。

筆者認(rèn)為，以5G為代表的“新基建”，要堅(jiān)持以創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的新發(fā)展理念為指導(dǎo)，重視頂層設(shè)計(jì)，以統(tǒng)籌機(jī)制推動5G創(chuàng)新發(fā)展，制定5G創(chuàng)新發(fā)展的規(guī)劃政策，落實(shí)重大工程專項(xiàng)和重要工作安排，研究推動跨區(qū)域、跨部門的重要協(xié)調(diào)事項(xiàng)，協(xié)調(diào)解決工作中的重大問題，通過發(fā)揮頂層設(shè)計(jì)、政策整合、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的作用，有效推動5G綠色發(fā)展，提升開放水平和實(shí)現(xiàn)成果共享。

一、創(chuàng)新：從5G三大應(yīng)用場景創(chuàng)新出發(fā)，積極貫徹國家發(fā)展5G的戰(zhàn)略意圖

5G不僅可以為大眾帶來良好的移動互聯(lián)網(wǎng)體驗(yàn)，還將成為智能制造、智能醫(yī)療、智能政務(wù)、智慧城市以及無人駕駛汽車的技術(shù)支撐。由于5G被視為各行各業(yè)的新型基礎(chǔ)設(shè)施，因此世界各國都在力爭成為5G的領(lǐng)導(dǎo)者，期望自己能夠主導(dǎo)新一代移動通信的國際標(biāo)準(zhǔn)。

我國經(jīng)歷了1G空白、2G跟隨、3G突破、4G同步之后，目前已經(jīng)成為5G技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)業(yè)、應(yīng)用的引領(lǐng)者之一，位于全球5G產(chǎn)業(yè)第一梯隊(duì)，并計(jì)劃在2020年實(shí)現(xiàn)5G全面商用。據(jù)中國信息通信研究院的測算，2020年我國5G將帶動約4840億元的直接產(chǎn)出，到2030年增長到6.3萬億元;在間接產(chǎn)出方面，2020年5G將帶動1.2萬億元產(chǎn)出，到2030年增長到10.6萬億元。

具體而言，5G三大典型應(yīng)用場景中的eMBB（大帶寬）場景其實(shí)就是目前4G移動通信技術(shù)的升級版本。只不過是eMBB技術(shù)再度提升了4G移動通信技術(shù)的流量以及帶寬處理能力，支持更高更快的內(nèi)容傳輸處理。主要應(yīng)用場景包括4K/8K超高清視頻以及語音、圖像、文字處理、移動APP數(shù)據(jù)等消費(fèi)端業(yè)務(wù)。

5G的魅力在于它引入了另外兩大場景，即面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的mMTC（大規(guī)模連接）以及面向自動駕駛、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療的uRLLC（高可靠低時(shí)延）。因此，5G與前四代移動通信技術(shù)之間的關(guān)鍵區(qū)別在于，前四代網(wǎng)絡(luò)致力于為消費(fèi)者（以及在一定程度上為企業(yè)用戶）提升用戶體驗(yàn)，而5G則瞄準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，將前所未有地支持更廣泛的創(chuàng)新場景。

對于mMTC而言，該項(xiàng)技術(shù)更偏向于物聯(lián)網(wǎng)場景運(yùn)用。4G技術(shù)也支持物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用，但是由于其更多針對移動通話、視頻、文字傳輸?shù)绕蛴谙M(fèi)者運(yùn)用而設(shè)定的技術(shù)，所以導(dǎo)致其不適合大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)場景數(shù)據(jù)傳輸，而且4G并沒有針對物聯(lián)網(wǎng)場景制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這導(dǎo)致了跨設(shè)備溝通之間的障礙。根據(jù)《5G：為人工智能與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)賦能》一書描述，4G技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)場景里面存在缺陷，但是mMTC技術(shù)卻是專門針對解決4G的這一缺陷而產(chǎn)生的。物聯(lián)網(wǎng)傳輸通信技術(shù)的要求更重在其能夠連接設(shè)備的廣度以及寬度，它可能對于數(shù)據(jù)傳輸速率以及帶寬要求不及面向消費(fèi)者的通信技術(shù)那么高，但是卻需要保持鏈接數(shù)據(jù)量大、支持高并發(fā)和多通道數(shù)據(jù)傳輸處理等能力，這是區(qū)別于eMBB場景應(yīng)用對于通信能力需求的另外一個(gè)領(lǐng)域。目前，智慧城市、智能環(huán)保是mMTC應(yīng)用場景中最典型的代表。

uRRLC技術(shù)主要是針對自動駕駛、遠(yuǎn)程醫(yī)療手術(shù)等對數(shù)據(jù)傳輸速率以及反映靈敏性要求比較高的領(lǐng)域而設(shè)定的。因?yàn)樯婕暗礁咚傩旭偟淖詣玉{駛汽車必須能快速地反應(yīng)制動，識別避免車禍等問題的發(fā)生。又如醫(yī)療環(huán)節(jié)，如果手術(shù)機(jī)器人控制靈敏度不夠，容易導(dǎo)致患者傷口擴(kuò)大或者無法愈合，難以實(shí)現(xiàn)高精度的微創(chuàng)手術(shù)治療。這一場景要求的數(shù)據(jù)傳輸以及處理能力比其他領(lǐng)域又有不同，于是便有了uRRLC這一項(xiàng)通信技術(shù)的誕生。

近兩年，由于中美貿(mào)易摩擦不斷升級，從大豆到智能手機(jī)、汽車等產(chǎn)品都受到嚴(yán)重影響，但5G可能是全球兩大經(jīng)濟(jì)體之間發(fā)生貿(mào)易摩擦的重要原因。4G改變生活，5G不僅變革經(jīng)濟(jì)和社會，而且重塑國際格局。

為此，中國應(yīng)把5G 建設(shè)作為一個(gè)重大發(fā)展機(jī)遇來推進(jìn)，通過5G 創(chuàng)新，為數(shù)字經(jīng)濟(jì)和智能社會發(fā)展提供新引擎，在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革中形成新優(yōu)勢。具體而言，要面向不同產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域?qū)?G多連接、大帶寬、低時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)需求，加快建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，結(jié)合邊緣計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)切片等技術(shù)，全面促進(jìn)5G創(chuàng)新和應(yīng)用發(fā)展。

首先，大力推進(jìn)5G關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、技術(shù)試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)制定，提升5G組網(wǎng)能力及業(yè)務(wù)應(yīng)用創(chuàng)新能力。支持企業(yè)發(fā)展面向移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的5G創(chuàng)新應(yīng)用，積極拓展5G業(yè)務(wù)領(lǐng)域。其次，要抓運(yùn)營商大平臺、主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)以形成全產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)突破。例如，圍繞新型半導(dǎo)體材料及工藝的共性關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化，聚焦中高頻功率放大器、LC濾波器、射頻芯片等核心器件，面向5G基站、終端等開展攻關(guān)。第三，聚焦引進(jìn)和發(fā)展5G終端制造業(yè)、5G通信設(shè)備制造業(yè)，加強(qiáng)與高校、科研院所的合作，推動5G前沿創(chuàng)新技術(shù)攻關(guān)。

二、協(xié)調(diào)：從區(qū)域和產(chǎn)業(yè)鏈上下游，解決5G基站和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的不均衡問題

建議國家及各地積極研究制定三年或五年5G建設(shè)規(guī)劃，細(xì)化相關(guān)具體措施，協(xié)調(diào)和解決5G驗(yàn)證環(huán)境搭建與5G產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的相關(guān)問題。

只有基站足夠密集，才能保障通信信號的穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)5G的三大應(yīng)用場景。但基站建設(shè)過于密集，必然需要巨大投資。4G基站建設(shè)，通常是市區(qū)500～600米建一個(gè)基站，郊區(qū)1～2公里建一個(gè)基站，農(nóng)村3～4公里建一個(gè)基站。從區(qū)域角度來看，以北京市為例，5G基站建設(shè)應(yīng)充分得到組織協(xié)調(diào)，對其給予積極的要素保障，但在規(guī)劃5G基站建設(shè)區(qū)域時(shí)不應(yīng)沿用二環(huán)、三環(huán)、四環(huán)、五環(huán)、六環(huán)的概念，而要考慮人口密度和數(shù)據(jù)流量而合理布局，從而解決人民日益增長的對5G美好生活需要和5G基礎(chǔ)設(shè)施不平衡不充分的發(fā)展之間的矛盾。

同時(shí)，建議各地在5G與產(chǎn)業(yè)融合等方面給予大力支持，建立跨部門協(xié)作機(jī)制，制定相關(guān)規(guī)范，保障5G與不同領(lǐng)域應(yīng)用與測試的推進(jìn)。協(xié)調(diào)5G產(chǎn)業(yè)鏈上、中、下游（設(shè)備商、運(yùn)營商、應(yīng)用廠商）等全產(chǎn)業(yè)鏈資源，建設(shè)5G國家產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心，開展技術(shù)研發(fā)、成果產(chǎn)業(yè)化、人才培訓(xùn)以及有關(guān)成果的共創(chuàng)共享，加快5G創(chuàng)新應(yīng)用和商用。以北京市為例，可以懷柔未來科技城、亦莊經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)為核心，構(gòu)建高效協(xié)作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，培育和孵化一大批創(chuàng)新型中小企業(yè)，加快建成產(chǎn)業(yè)協(xié)同、技術(shù)引領(lǐng)、配套完善的具有國際競爭力的5G產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。

三、綠色：以財(cái)稅和技術(shù)雙管齊下，解決5G基站高功耗問題

目前困擾5G發(fā)展的一大難題是功耗。數(shù)據(jù)顯示，4G系統(tǒng)典型的基站功耗每月1300瓦，5G基站典型功耗在3500瓦左右。同樣覆蓋目標(biāo)情況下，5G基站數(shù)量將達(dá)到4G的3～4倍，這樣 5G 移動網(wǎng)絡(luò)的整體能耗將是4G的9倍以上。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年中國移動公司利潤為1177億元，電費(fèi)支出為123億元。三大運(yùn)營商的移動基站共耗電約270億度，總電費(fèi)約240億元。在同樣覆蓋情況下，5G網(wǎng)絡(luò)的能耗將達(dá)到 2430億度，電費(fèi)達(dá)到2160億元。也就是說，龐大的用電成本將吃掉三家運(yùn)營商的所有利潤，還要虧損數(shù)百億元。因此，網(wǎng)絡(luò)上有人調(diào)侃“各省市大規(guī)模建設(shè)5G，國家電網(wǎng)笑啦”“5G之后，運(yùn)營商會交不起電費(fèi)”，等等。

從財(cái)稅政策角度看，建議各地能夠針對5G用電，出臺相關(guān)的專項(xiàng)優(yōu)惠政策，降低5G網(wǎng)絡(luò)的電費(fèi)支出，使5G網(wǎng)絡(luò)電費(fèi)的降低與提速降費(fèi)的總體要求相匹配，這樣才能使極具巨大潛能的5G實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

當(dāng)然，這并非長久之計(jì)。從技術(shù)角度看，技術(shù)進(jìn)步降低功耗才是根本。例如，日本的羅姆公司正在研發(fā)一種用于5G基站的電源用功率半導(dǎo)體，據(jù)說可以降低50%的電力損耗。我國也應(yīng)該積極推動類似的技術(shù)創(chuàng)新，加快提高設(shè)備性能，降低功耗。

四、開放：對內(nèi)開放數(shù)據(jù)、對外開放平臺，創(chuàng)建國際領(lǐng)先的5G智慧城市

與前四代移動通信技術(shù)主要面向消費(fèi)者不同，5G主要面向產(chǎn)業(yè)界，推動產(chǎn)業(yè)和企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能化升級。5G技術(shù)的商用將帶來覆蓋包括5G終端手機(jī)、5G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營設(shè)備在內(nèi)的各個(gè)行業(yè)的全新發(fā)展機(jī)會。為此，建議各地深入挖掘各行業(yè)對5G的技術(shù)應(yīng)用需求，加快布局全局性、基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性的應(yīng)用創(chuàng)新項(xiàng)目，做好業(yè)務(wù)對接，讓垂直行業(yè)介入，推動跨行業(yè)合作，構(gòu)建開放產(chǎn)業(yè)生態(tài)和協(xié)同創(chuàng)新集群。結(jié)合自身的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，圍繞4K/8K高清視頻、AR/VR、車聯(lián)網(wǎng)、無人機(jī)、智慧城市、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智慧醫(yī)療、智慧家居等應(yīng)用場景，有計(jì)劃地開展應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，探索形成可復(fù)制、可推廣的模式。

其中尤為重要的是，對內(nèi)而言，要解決跨區(qū)域、跨領(lǐng)域、跨部門的數(shù)據(jù)孤島、數(shù)據(jù)壁壘等問題，以智慧城市為例，需要開放城市下水道井蓋、道路橋梁、交通流量等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，推動5G場景應(yīng)用;對外而言，應(yīng)采取“引進(jìn)來、走出去”，積極推動5G商用設(shè)備研發(fā)、技術(shù)應(yīng)用的國際合作，在開放創(chuàng)新中打造5G智慧城市。

五、共享：從基站共建共享、網(wǎng)絡(luò)切片兩個(gè)角度，解決5G建設(shè)和運(yùn)營的高成本問題

去年底召開的2020年度全國工業(yè)和信息化工作會議指出，截至目前，全國開通5G基站達(dá)到12.6萬個(gè)。同時(shí)，工信部提出，要深入實(shí)施工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略，啟動“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”512工程;要穩(wěn)步推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，深化共建共享，力爭2020年底實(shí)現(xiàn)全國所有地級市覆蓋5G網(wǎng)絡(luò)。

下一步，建議各地大力推廣基站共建共享。例如，讓一個(gè)基站上面安裝一圈移動天線、下面安裝一圈聯(lián)通天線，實(shí)現(xiàn)共享，降低基站建設(shè)成本，以達(dá)到節(jié)約資源、提質(zhì)增效的效果。

與此同時(shí)，建議鼓勵(lì)運(yùn)營商選擇網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在最少的資本投入下發(fā)揮最豐富的網(wǎng)絡(luò)功能。端到端的靈活性是5G網(wǎng)絡(luò)的基本特征，這種靈活性在很大程度上源于網(wǎng)絡(luò)軟件化的引入，其中核心網(wǎng)絡(luò)硬件和軟件功能是分開的。網(wǎng)絡(luò)軟件化是指通過網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）、軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）和Cloud-RAN（C-RAN）等技術(shù)，基于網(wǎng)絡(luò)切片方式，提高創(chuàng)新和移動網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型的速度。網(wǎng)絡(luò)切片作為5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中核心的一環(huán)，允許將物理網(wǎng)絡(luò)分成多個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)（邏輯段），這些網(wǎng)絡(luò)可以支持不同的RAN或某些客戶群的多種類型的服務(wù)，從而通過更有效地使用通信信道大大降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。

我國已經(jīng)成為5G率先商用的國家之一，快速發(fā)展的垂直行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和巨大的用戶規(guī)模都將推動我國5G產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。各地應(yīng)立足當(dāng)前、著眼未來、因地制宜，統(tǒng)籌有序推動“新基建”和5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，助力經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展，利用新技術(shù)賦能社會治理。

（作者系九三學(xué)社中央科技委員會委員、九三學(xué)社中央促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新工作委員會委員）